凸透鏡成像的改進(jìn)性實驗

?安徽省淮南市第26中學(xué) 胡 媛

在課改前我采用教師演示實驗這種方式教學(xué)，效果很不理想。課改后我采用學(xué)生實驗來教學(xué)，讓學(xué)生經(jīng)歷提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗等七大環(huán)節(jié)，教學(xué)過程就像走馬觀花，教學(xué)效果也不盡如人意。這是因為在實驗中，大多數(shù)學(xué)生只能得到一個像，要利用這個像得出“在不同區(qū)域成不同的像，而且像不僅有大小之分，還有正倒之分”的結(jié)論是非常困難的。往往一下課就有學(xué)生對我說：“老師，這節(jié)課上的內(nèi)容我沒有聽懂。”這讓我非常苦惱。經(jīng)過一段時間的反復(fù)思考，我決定不再一味地套用課本中給的模式，而是在實驗中加入自己的見解。

首先，我做了演示實驗。讓學(xué)生能觀察到蠟燭呈現(xiàn)的像是什么樣子。然后分別移動光具座上的蠟燭和光屏，讓學(xué)生看到像有不同的樣子。目的是讓學(xué)生對凸透鏡成像有感性認(rèn)識，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

其次，在預(yù)備知識的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生利用桌子上的實驗器材找到像，這樣一下子就把學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣調(diào)動起來。特別是當(dāng)他們找到像時，心里的滿足感是無法用言語描述的。

最后，引導(dǎo)學(xué)生做深一層的探究。我會提出問題：你們觀察到像是什么樣子的？學(xué)生回答得五花八門，有的說他找到的是放大的像；有的說是縮小的像；有的說是等大的像；還有的說別人找到的像是倒立的怎么自己卻找到正立的像？我順勢問道：“為什么大家找到的像都不同？是什么因素決定了成像的不同？”學(xué)生開始討論，有學(xué)生猜想可能是物距決定的。“有什么樣的關(guān)系呢？”我又問。學(xué)生陷入了沉思，我就安排道：“我們分工合作，共同找找原因吧！”讓不同小組分別找到倒立或正立的像，并記錄下物距、相距。我把這些數(shù)據(jù)統(tǒng)計到一起，如表格一。引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)據(jù)中尋找相同的像、數(shù)據(jù)的共同點、不同像的數(shù)據(jù)的區(qū)別。學(xué)生很快就能找到其中的規(guī)律。

表格一

接下來我讓學(xué)生完成最后一步實驗，讓學(xué)生分組尋找放大、縮小、等大的像。每一組找一種像，并記錄下物距與相距。然后把學(xué)生得出的數(shù)據(jù)統(tǒng)計在表格二中。引導(dǎo)學(xué)生分析、歸納出相同的像有什么共同點，不同的像有什么區(qū)別。這樣使學(xué)生探究出的實驗結(jié)論成為可能。把一個大實驗拆成3個小實驗更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。能有效地提高學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)效率。

表格二

為了把這些零散的知識整合起來，我把物距分為3個區(qū)域：遠(yuǎn)區(qū)、中區(qū)、近區(qū)，如圖1所示。蠟燭只在近區(qū)會呈正立的像。其他區(qū)域會呈倒立的像。其他區(qū)域又可分為中區(qū)和遠(yuǎn)區(qū)。中區(qū)呈放大的實像，遠(yuǎn)區(qū)呈縮小的實像，使學(xué)生在宏觀上對3個區(qū)域有所認(rèn)識。最后，我用多媒體動畫展示讓蠟燭從遠(yuǎn)到近移動時像變化的全過程。又使學(xué)生對凸透鏡成像有更深一步的了解。

學(xué)生在這一堂課上是積極參與、積極思考的，接受認(rèn)識的順序是遞進(jìn)的。在能力上得到了提高，在情感上得到了升華。凸透鏡在生活中的應(yīng)用很廣，但是學(xué)生對其中的具體原理卻很陌生。要使學(xué)生了解凸透鏡成像的特點，不僅需要學(xué)生親自動手、充分參與，還需要在教師的指導(dǎo)下層層深入，有計劃地逐步研究得出結(jié)論。最后用多媒體動畫讓學(xué)生看到了成像的整個過程。培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、分析能力、動手能力和創(chuàng)新意識。因此，這樣做既能讓學(xué)生很好地掌握所要學(xué)的知識，又能提高學(xué)生的多種能力，有效地突破了這個教學(xué)瓶頸。

圖1